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傳熱實驗裝置准數關聯圖

發布時間:2023-05-10 20:09:21

『壹』 傳熱准數是什麼

傳熱准數是努塞爾數,是流體力學以及傳熱學中的一個無量綱數,物力意義是表示對流換熱強烈程度的一個准數,又表示流體層流底層的導熱阻力與對流傳熱阻力的比。
努塞爾(Nusselt)數的定義為:Nu=h*L/K,其中h為對流換熱系數,K為導熱系數,L為特徵長度,Nu的物理意義為是表示對流換熱強烈程度的一個准數,又表示流體層流底層的導熱阻力與對流傳熱阻力的比例。
其他的准數還有:
普朗特(Prandtl)准數,Pr=u*Cp/K,其中u為氣體動力粘度,Cp為氣體比熱,K為導熱系數,Pr的物理意義是反映流體物理性質對對流換熱影響的准數。表示運動粘度與導熱系數的比值,表明流體動量和熱量傳遞能力的相對大小,還表明亂拆了溫度場與速度場之間的相似程度。
葛拉曉夫(Grashoof)准數,Gr=r^2*b*g*L^3*T/u^2,其中r為氣體密度,b為氣體膨脹系數,L為特徵長度,T為溫度,u為氣體動力粘度,Gr反映由於流體各部分溫度不同嘩帶棗而引起的浮升力與粘性力的相對關系。
還有傅立葉准數Fo=a*t/L^2,表明傳熱現象的行櫻不穩定程度。

『貳』 傳熱實驗中冷流體的比熱容如何得到

實驗四傳熱實驗一、實驗目的1.通過對空氣一水蒸氣簡單套管換熱器的實驗研究,掌握對流傳熱系數勺的測左方法,加深對苴 概念和影響因素的理解。並應用線性回歸分析方法,確左關聯式嚴丹如中常數A、川的值。2.通過對管程內部插有螺旋線圈的空氣一水蒸氣強化套管換熱器的實驗研究,測左其准數關聯式 NzBR嚴中常數B、加的值和強化比Ni叫、了解強化傳熱的基本理論和基本方式。二.實驗內容與要求
實驗4-1 實驗4-2
實 臉 內 容 與 要 求 1測泄5~6個不同流速下 簡單套管換熱器的對流傳 熱系數血。2對勺的實驗數據進行 線性回歸,求關聯式 NxAR^P"中常數 A. m 的值。 1測左5~6個不同流速下 強化套管換熱器的對流傳 熱系數%。2對4的實驗數據進行 線性回歸,求關聯式 Nu=BRem中常數B、加的值。3同一流量下,按實驗一 所得准數關聯式求得Me, 計算傳熱強化比Nu/Nu0o
三、實驗原理實驗4-1普通套管換熱器傳熱系數及其准數關聯式的測定1.對流傳熱系數%的測定對流傳熱系數勺可以根據牛頓冷卻疋律,用實驗來測泄。因為所以傳熱管內的對流 傳熱系數勺a熱冷流體間的總傳熱系數K = Q /(△. xsj (W/m2 • °C )(4-1)式中:勺一管內流體對流傳熱系數,W/(m2-°C):©—管內傳熱速率,W:SL管內換熱面積,n*:△g—對數平均溫差,°C。對數平均溫差由下式確立:

式中:切,G—冷流體的入口、出口溫度,0
心一壁而平均溫度,°C;因為換熱器內管為紫銅管,英導熱系數很大,且管壁很薄,故認為內壁溫度、外壁溫度和壁面平均溫度近似相等,用h來表示,由於管外使用蒸汽,近似等於熱流體的平均溫度。管內換熱面積:Sj 二碼厶 (4-3)式中:山一內管管內徑,m;乙一傳熱管測量段的實際長度,m。由熱量衡算式:Q 二 (4-4)其中質量流量由下式求得:叱=匕空 (4-5)3600式中:冷流體在套管內的平均體積流M. m5/h:cpi—冷流體的進壓比熱,kJ / (kg・°C):PL冷流體的密度,kg/m3o切和。•可根據泄性溫度查得,tm = 斗乞為冷流體進岀口平均溫度。⑺,址,治 匕可採取2一定的測量手段得到。2.對流傳熱系數准數關聯式的實驗確左流體在管內作強制湍流,被加熱狀態,准數關聯式的形式為Nut = ARe," Pi;". (4-6)貝中:眄=叫 込,P「=沁A 「 』 A物性數據入、切、°、閃可根據左性溫度乙查得。經過訃算可知,對於管內彼加熱的空氣,普蘭特准數 p八變化不大,可以認為是常數,則關聯式的形式簡化為:Nui =ARe/MPi;0-4 (4-7)這樣通過實驗確左不同流呈:下的Re,與Ng ,然後用線性回歸方法確定A和加的值。實驗4-2、強化套管換熱器傳熱系數、准數關聯式及強化比的測定強化傳熱又被學術界稱為第二代傳熱技術,它能減小初設訃的傳熱面積,以減小換熱器的體積和重 量:提高現有換熱器的換熱能力:使換熱器能在較低溫差下工作;並且能夠減少換熱器的阻力以減少換 熱器的動力消耗,更有效地利用能源和資金。強化傳熱的方法有多種,本實驗裝豊是採用在換熱器內管 插入螺旋線圈的方法來強化傳熱的。
螺旋線圈的結構圖如圖3-1所示,螺旋線圈由 直徑3mm以下的銅絲和鋼絲按一立節距繞成。將 金屬螺旋線圈插入並固左在管內,即可構成一種強 化傳熱管。在近壁區域,流體一面由於螺旋線圈的 作用而發生旋轉,一而還周期性地受到線圈的螺旋 金屬絲的擾動,因而可以使傳熱強化。由於繞制線 圈的金屬絲直徑很細,流體旋流強度也較弱,所以 阻力較小,有利於節省能源。螺旋線圈是以線圈石 距H與管內徑〃的比值以及管壁粗糙度(2〃/力) 為主要技術參數,且長徑比是影響傳熱效果和阻力 系數的重要因素。科學家通過實驗研究總結了形式為Nil = BRe,n的經驗公式,英中B和加的值因螺旋 絲尺寸不同而不同。
在本實驗中,採用實驗3・1中的實驗方法確泄不同流量下的R©與眄,用線性回歸方法可確立B和m的值。單純研究強化手段的強化效果(不考慮阻力的影響),可以用強化比的概念作為評判准則,它的形式是:Nu/Nu(),其中N「是強化管的努塞爾准數,M❻是普通管的努塞爾准數,顯然,強化比1,而且它的值越大,強化效果越好。需要說明的是,如果評判強化方式的貞•正效果和經濟效益,則必須 考慮阻力因素,阻力系數隨著換熱系數的增加而增加,從而導致換熱性能的降低和能耗的增加,只有強 化比較高,且阻力系數較小的強化方式,才是最佳的強化方法。四、實驗裝置1.實驗流程圖及基本結構參數:
圖4-2空氣-水蒸氣傳熱綜合實驗裝置流程圖1 一普通套管換熱器:2—內插有螺旋線圈的強化套管換熱器:3—蒸汽發生器:4 一旋渦氣泵:5—旁路調節閥:6—孔板流量訃;7、8、9一空氣支路控制閥:10、11 一蒸汽支路控制閥:12、13—蒸汽放空口: 14一傳熱系數分布實驗套盒(本實驗不使用):15—紫銅管:16-加水口:17—放水口: 18—液位計:19一熱點偶溫度測址實驗測試點介面: 20—普通管測壓口: 21—強化管測壓口如圖3-2所示,實驗裝置的主體是兩根平行的套管換熱器,內管為紫銅材質,外管為不銹鋼管,兩 端用不銹鋼法蘭固左。實驗的蒸汽發生釜為電加熱釜,內有2根2.5RW螺旋形電加熱器,用200伏電壓 加熱(可由固態調壓器調節)。氣源選擇XGB-2型旋渦氣泵,使用旁路調卉閥調肖流量。蒸汽空氣上升 管路,使用三通和球閥分別控制氣體進入兩個套管換熱器。空氣由旋渦氣泵吹岀,由旁路調卉閥調節,經孔板流量計,由支路控制閥選擇不同的支路進入換熱 器。管程蒸汽由加熱釜發生後自然上升,經支路控制閥選擇逆流進入換熱器殼程,由另一端蒸汽出口自 然噴岀,達到逆流換熱的效果。空氣經支路控制閥7後,進入蒸汽發生器上升主管路上的熱電偶和傳熱 系數分布實驗管,可完成熱電偶原理實驗。
裝豊結構參數表3-1所示。2.實驗的測量手段(1)空氣流量的測量空氣主管路由孔板與差壓變送器和二次儀表組成空氣流量計,孔板流量計為標准設計,其流量訃算 式為:
實驗內管內徑也(mm) 19.25
實驗內管外徑必(mm) 20.01
實驗外管內徑D (mm) 50
實驗外管外徑D, (mm) 52.5
總管長(紫銅內管)L (m) 1.30
測量段長度/ (m) 1」0
加熱釜 操作電壓 W200 伏
操作電流 W20安
表4-1實驗裝置結構參數第⑦、⑧套實驗裝置:匕=23.80式中:孔板流量計兩端壓差,KPa;R—孔板流量計兩端壓差,mH/O柱;/。一流量計處溫度(本實驗裝置為空氣入口溫度),°C;內一巾時的空氣密度,kg/m\由於被測管段內溫度的變化,還需對體積流量進行進一步的校正:
273 +口273 + r()⑵溫度的測咼實驗採用銅-康銅熱電偶測溫,溫度與熱電勢的關系為:
(4-9)
(4-10)
T(°C)二8・ 5009+21. 25678XE(mv)圖4・3傳熱實驗中冷流體進岀口溫度及壁溫的測量線路圖五、注意事項1.由於採用熱電偶測溫,所以實驗前要檢查冰桶中是否有冰水混合物共存。檢査熱電偶的冷端,是 否全部浸沒在冰水混合物中。2・檢查蒸汽加熱釜中的水位是否在正常范用內*特別是每個實驗結束後,進行下一實驗之前,如果發現水位過低,應及時補給水量。3.必須保證蒸汽上升管線的暢通。即在給蒸汽加熱釜電壓之前,兩蒸汽支路控制閥(見圖4-2所示) 之一必須全開。在轉換支路時,應先開啟需要的支路閥,再關閉另一側,且開啟和關閉控制閥必須緩慢, 防止管線截斷或蒸汽壓力過大突然噴出。4・必須保證空氣管線的暢通」即在接通風機電源之前,三個空氣支路控制閥之一和旁路調節閥(見 圖4-2所示)必須全開。在轉換支路時,應先關閉風機電源,然後開啟和關閉控制閥。

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實驗四傳熱實驗
實驗四傳熱實驗
一、實驗目的
1.通過對空氣一水蒸氣簡單套管換熱器的實驗研究,掌握對流傳熱系數勺的測左方法,加深對苴 概念和影響因素的理解。並應用線性回歸分析方法,確左關聯式嚴丹如中常數A、川的值。
2.通過對管程內部插有螺旋線圈的空氣一水蒸氣強化套管換熱器的實驗研究,測左其准數關聯式 NzBR嚴中常數B、加的值和強化比Ni叫、了解強化傳熱的基本理論和基本方式。

『叄』 origin如何得出傳熱系數准數關聯式

很簡單咯,原理嘩褲就是初中級別亂此簡的知識,解多元方程組。

建議使用英文版,不容易出錯,在Analysis最後一項Non-linear,可以很輕松的擬合,有幾個未知數就寫幾個數據源就行了,數據源扒氏寫得多了可以通過殘差做一些近似調整。

『肆』 准數關聯式適用於什麼條件

試用攜攔慶條件寬。准數關聯式是一種經驗公式, 在利用關聯式求對流傳熱系數時, 不能超出實驗條件范圍。系數准數關聯式: 適用條件寬辯握 ,衡爛 准確性較差 8.5 吸收系數。

『伍』 化工原理的傳熱實驗,精餾實驗和吸收實驗

我只知道廁所便池的S形彎管就是液封裝置。

『陸』 無量綱准則數Nu和Re的准則關聯式

對流傳熱准數關聯式是無量綱准則數之間的方程,主要是有關Nu、Re、Pr等數據組的關系。兩個具有相同量綱的物理量的比值成為一個無量綱的量哪衡,習慣上稱為無量綱量或無量綱數。其中:

雷諾准數Re=ρ/μ

努塞爾特准數Nu=αd/λ

普朗克准數Pr=CPμ/λ

對於流體在圓管中的對流傳熱系數的准數關系式可以冊緩首表達為:

Nu=C*(Re^m)*(Pr^n)

無量綱數在流體與傳熱中有重要州數作用,尤其對於傳熱學的工程計算,多數計算公式是以無量綱數為基礎的相似准則,所以理解無量綱數的物理意義顯得格外重要。

『柒』 什麼是實驗准數關聯曲線

傳熱關聯曲線製作
1、輸入原始數據
實驗過程中,需要測量或讀取的原始數據為:空氣流量計的壓差、空氣進口溫度、空氣出口溫度及傳熱管壁面熱電勢,然後由以上數據求取相應的物理量,確定不同空氣流量下的 Re與Nu,最後用線性回歸方法確定和A的m值。Excel中的數據表格製作如表1所示。

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2、繪制和襲巧准數關聯曲線
繪制准數關聯曲線是將Excel中輸入的數據以圖形方式顯示在圖表中。方法如下:
(1) 選定輸入數據表格所在的任一單元格。
(2) 選擇「插人」菜單「圖表」選項,或單擊「圖表向導」按鈕,彈出「圖表向導」對話框。根據給熱系數中Nu/(Pr0.4)與Re准數關聯式選擇「XY散點圖」標准類型,並在子圖表類型中選擇「平滑線散點圖」類型。該圖表類型既可以顯示實驗數據點,又能夠繪出實喚鍵驗關系曲線。
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(3) 按照「圖表向導」中的指令進行後續操作。保證數據區域為B15:G16。工作表中的Re、Nu/(Pr0.4)數據便作為圖表中的一個F系列, 置於數值X軸,Nu/(Pr0.4)置於數值Y軸。
(4) 分別添加圖表標題和坐標軸標題,完成對流給熱准數關聯式的實驗數據圖表。
(5) 將X、Y坐標軸選對數刻度。
(6) 利用回歸分析,生成添加趨勢線的回歸方程,即經驗公式。選擇「圖表」菜單上「添加趨勢線」命令,彈出「添加趨勢線」對話框,在「類型」選項卡中,單擊所需的回歸趨勢線類型,選擇
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「乘冪」類型。點擊「選項」選項卡,選擇「顯示公式」與「顯示R平方值」兩個復選框。
(7) 在Excel中顯示准數關聯式圖,得到經驗公式和R平方值。圖中細實線為實驗關系曲線;粗實線為添加的趨勢線。
(8 )按照(1)~(7)步驟,在同一幅圖中再作強化管的准數關聯式圖,如圖1所示。

第 4 頁
結果表明:普通管Nu/(Pr0.4)=0.0187 Re0.8304時,R2= 0.9991;強化管Nu/(Pr0.4) =0.0345 Re0.7949 ,R =0.9937。准數關聯式能反映該種情況下的換熱規律,驗證了理論。Excel中R平方值,也稱決定系數,是取值范圍為0到1的指示器,代表回歸曲線的相關系數,用來檢驗回歸方程是否符合變數間的規律,及回歸方程的精度如何。R2值接近1,說明實測數據點都在回歸曲線上,趨勢線最可靠;R值接近0,則所得的公式無意義。如檢查發現輸入的數禪念據有誤,只須改正相應單元格的數據,圖的結果將自動更新。

『捌』 傳熱學中的關聯式是什麼

關聯式就是根據不同工況傳熱所測得的實驗經驗公式,主要在對流傳熱中應用較多
關聯式為了能夠整合更多的工況,減少及簡化實驗,引入了准則數答弊游,如Re、Pr、Nu、Gr等,所卜衡以關聯式的形式一般是准則數所組成的方程,且有嚴格的應用范圍清銷

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